森林火災對林地理化指標的影響研究

孫 強

（朝陽縣林業局，遼寧朝陽 122000）

森林火災是對森林生態系統破壞性較大的一種災害，引起火災的原因可分為人為因素和自然因素2種，其中人為因素發生的頻率較高，破壞性較大。林火過后，會對林地土壤的理化性質指標的變化產生一定的影響，如含水率高低、孔隙度、pH、陽離子交換量等。研究表明，林地植被遭受火燒后，土壤中的溫度、養分含量、有效性、各種酶活性等都會發生一定的變化，進而改變了林地土壤各種生物的活性。本試驗以朝陽地區火燒后的林地為對象，研究森林過火后林地土壤理化性質指標的變化規律，了解火災后林地土壤養分狀況，為林地的生態修復提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況及供試材料試驗地點設置在遼寧省朝陽市區域某林區，氣候為大陸性季風性氣候，四季分明，降雨集中，年平均降雨量在355mm，地形以低山丘陵為主。該地區于2018年遭受了山火，過火面積達到近66.67hm2，主要造林樹種為30～40年以上的油松純林。

1.2 試驗設計2018年4月，在該過火林區進行采樣，每個樣區的面積為50m×50m，采用“S”型布局方式，隨機取5個點，每個采樣點按照0～20cm和20～40cm2層土壤進行采樣。將采集的土壤在陰涼處晾干，然后用四分法分土，過100目篩后備用，取樣土50g。同時，每層土壤也采用環刀法取土。以相鄰未遭受山火的油松純林為參照，記為CK，重復3次。

1.3 項目測定土壤容重和含水量采用環刀法比重法測定；土壤pH采用pH測定儀測定；土壤全氮采用凱氏定氮儀測定；土壤全磷采用HCIO4-H2SO4法測定；土壤全鉀采用氫氧化鈉熔解+火焰光度法測定。土壤孔隙度：土壤孔隙度（%）=（1-容重/比重）×100。

1.4 數據分析采用Excel 2010和Spss 15.0進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 森林火災對林地物理指標變化的影響土壤溫度對土壤內部理化指標變化有著一定的影響，其主要是對一些物理指標產生直接的影響。由表1可知，土壤容重方面，森林過火后，處理0～20cm和20～40cm2層土壤的容重顯著高于對照處理的，達到了顯著水平（P＜0.05），2個處理的容重都以20～40cm土壤的最高；土壤孔隙度的變化與土壤容重成反比，土壤容重越高，孔隙度越低。土壤孔隙度方面，森林過火后，處理0～20cm和20～40cm2層土壤的孔隙度顯著低于對照處理的，達到了顯著水平（P＜0.05），2個處理的孔隙度都以0～20cm土壤的最高；山火發生后，由于溫度上升，其土壤結構也發生變化，導致土壤持水能力的改變。土壤含水量方面，森林過火后，處理0～20cm和20～40cm2層土壤的含水量顯著低于對照處理的，達到了顯著水平（P＜0.05），2個處理的含水量都是以20～40cm土壤的最高；土壤的pH變化與土壤含水量多少密切相關。

表1 森林火災對林地土壤物理指標變化的影響

2.2 森林火災對林地化學指標變化的影響林地過火后樹木一些養分會以碳灰的形式回歸土壤，對土壤的一些養分帶來變化。由表2可知，土壤有機質方面，森林過火后，0～20cm土層的有機質含量有所提升，相對所有土層處理差異性顯著（P＜0.05），而20～40cm有機質與對照處理間的差異性不顯著（P＞0.05）；土壤全氮方面，森林過火后，0～20cm和20～40cm全氮含量都有所提升，相對對照處理2個土層含量就達到了顯著水平（P＜0.05）；而全磷和全鉀方面，森林過火后，0～20cm和20～40cm2層土壤變化一直，都是表層土壤含量出現下降，其余各層土壤間含量差異性不顯著（P＜0.05）；土壤pH方面，森林過火后，處理0～20cm和20～40cm2層土壤的pH顯著低于對照處理的，達到了顯著水平（P＜0.05），而對照處理2層土壤間的pH差異性不顯著（P＞0.05）。

表2 森林火災對林地土壤化學指標變化的影響

2.3 林地養分變化與土壤pH之間相關性分析研究表明，土壤的酸堿度與養分變化密切相關，本研究對土壤的pH、有機質、全氮、全磷及全鉀進行了相關分析，結果如表3所示。從表3可以看出，土壤pH與有機質呈極顯著正相關，與土壤全氮呈顯著正相關；土壤有機質含量與土壤全氮呈顯著相關；其他各項指標差異性不顯著。

表3 林地理化指標及微生物間的相關性分析

續表3 林地理化指標及微生物間的相關性分析

3 結論

本次試驗結果表明，森林遭受火災后，其理化指標發生了不同的變化。在土壤物理指標方面，相對于對照處理的各土層，過火后的森林土壤容重上升，土壤孔隙度和土壤含水量顯著下降；在土壤化學指標方面，相對于對照處理的各土層，過火后的森林土壤表層的有機質含量顯著上升，底層變化不顯著；各層土壤的全氮含量都顯著上升；土壤表層全磷和全鉀含量出現顯著下降，底層含量變化則不顯著；各層土壤pH出現顯著下降。對各化學指標進行相關性分析，土壤pH與有機質和全氮的相關性顯著，而其余指標的相關性不顯著。